Pflanzen-basierte Impfstoffe gegen die Vogelgrippe

Auch dieses Mal steht die Grüne Gentechnik im Zentrum unserer Aufmerksamkeit. Im heutigen Beitrag befassen wir uns mit Pflanzen-basierten Impfstoffen gegen die Vogelgrippe.

Auch dieses Mal steht die Grüne Gentechnik im Zentrum unserer Aufmerksamkeit. Im heutigen Beitrag befassen wir uns mit Pflanzen-basierten Impfstoffen gegen die Vogelgrippe.

Auch dieses Mal steht die Grüne Gentechnik im Zentrum unserer Aufmerksamkeit. Wir wissen aus den vorherigen beiden Artikeln, dass die Forschung der letzten 30 Jahre uns bereits den Antikörpercocktail ZMappTM und den Pflanzen-basierten H1-VLP (virus-like particle) Impfstoff liefern konnte. Eine Phase-III-Studie zu dem zuletzt genannten Impfstoff gegen Influenza läuft noch bis Dezember 2019. Im heutigen Beitrag befassen wir uns mit Pflanzen-basierten Impfstoffen gegen die Vogelgrippe.

Ein starkes Trio im Kampf gegen die Vogelgrippe

Es ist nicht lange her, da hat uns die Vogelgrippe weltweit in Angst und Schrecken versetzt. Viele Vögel mussten getötet werden und auch einige Menschen sind durch diese Zoonose damals gestorben. Die seit Anfang des Jahres laufende Zusammenarbeit zwischen dem Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben, dem Institute of Biotechnology (IBT) in Hanoi, Vietnam und der Firma NAVETCO hat das Ziel, einen kostengünstigen Impfstoff gegen die Vogelgrippe zu entwickeln. Der Impfstoff soll in transgenen Tabak-Pflanzen produziert werden.1 Die klassische Erzeugung des bisher angewandten Impfstoffes Aflunov® in embryonierten Hühnereiern dauert fast ein halbes Jahr.2

Pflanzen-basierte Peptidvakzine funktionieren im murinen Tiermodell

Die Wissenschaftler haben durch jahrelange Forschung endlich eine Methode entwickeln können, um den Pflanzen-basierten Subunit-Impfstoff in transgenen Tabakpflanzen zu produzieren. Nach transienter Expression der Hämagglutininoligomere der Vogelgrippevarianten in den Tabakblättern können diese extrahiert und weiterverarbeitet werden. Im murinen Versuchsmodell konnten bereits erste Erfolge verzeichnet werden. Die nun folgenden Challenge-Versuche an Hühnern werden zeigen, wie effektiv der neue Impfstoff ist.2

Pflanzen-basierter H5N1-Influenzaimpfstoff wirkt über die Schleimhäute

Bereits Jahre zuvor wurden Studien mit Pflanzen-basierten Impfstoffen gegen die Vogelgrippe veröffentlicht. Ein interessanter Artikel aus dem Jahr 2015 befasst sich mit der Effektivität und Sicherheit eines Pflanzen-basierten Impfstoffes gegen den hochpathogenen und für den Menschen gefährlichen Vogelgrippe-Erreger H5N1. Der mukosale Impfstoff soll den Virus an der von ihm verwendeten Eintrittspforte, den Schleimhäuten, bekämpfen.3

Stärkung des Schutzwalls an den Schleimhäuten

Über 90% der Krankheitserreger nehmen den mukosalen Weg, um den menschlichen Organismus zu infizieren. Pflanzen-basierte Impfstoffe, die oral verabreicht werden können, bringen einige Vorteile mit sich: Neben der Aktivierung der peripheren Immunsystems mit IgG-Produktion (z.B. nach Injektion des Impfstoffes) werden auch lokale Schutzmechanismen (sIgA) in den Schleimhäuten aktiviert. Mukosale Vakzinierungsstrategien mittels Pflanzen-basierter Impfstoffe stellen damit den immunologisch effektiveren Weg dar.4

Pflanzen-basierter H5N1-Influenzaimpfstoff erfolgreich im Tiermodell

Der Pflanzen-basierter H5N1-Impfstoff besteht zu einem Teil aus dem Hämagglutinin A des Influenzastammes A/Indonesia/05/05 (H5N1). Dieser wurde in transgenen Pflanzen produziert. Zum anderen Teil bestand er aus dem mukosalen Adjuvans c-di-GMP ((3′,5′)-cyclic dimeric guanylic acid). Die Forschungsgruppe untersuchte die Effektivität und Sicherheit des Impfstoffes im Tiermodell. Die Immunisierung der Mäuse und Frettchen erfolgte intranasal. Anschließend wurden sie mit einer gefährlichen Virusmenge des H5N1-Influenzavirus in Kontakt gebracht. Die geimpften Tiere überlebten die letale Virusmenge, wohingegen bei der ungeimpften Kontrollgruppe rund die Hälfte der Tiere der Infektion erlag.3

Aflunov® bietet Schutz vor der aviären Influenza H5N1

Aktuell steht uns der in embryonierten Hühnereiern gewonnen Impfstoff Aflunov® zur Verfügung. In besonderen Fällen, wie zum Beispiel einer Reise nach China und Südostasien oder bei beruflichem Kontakt mit Vögeln, wird eine Impfung mit Aflunov® empfohlen. Für einen ausreichenden Schutz sollte der Totimpfstoff zweimal im Abstand von 3 Wochen in den Schultermuskel injiziert werden. In den Zulassungsstudien zeigten 90% der Geimpften eine ausreichend hohe H5N1-Antikörperkonzentration bereits nach 21 Tagen.5-7

Im kommenden Beitrag erfahren wir wie weit die Grüne Gentechnik in der Entwicklung von Impfstoffen gegen Humane Papillomaviren und das Non-Hodgkin-Lymphom ist.

Referenzen:
1.) https://www.ekfs.de/aktuelles/presse/impfstoffe-aus-der-pflanze-neues-projekt-zur-entwicklung-kostenguenstiger
2.) Devrient R. (2019). Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben, 06466 Gatersleben
3.) Major D. et al. (2015). Intranasal vaccination with a plant-derived H5 HA vaccine protects mice and ferrets against highly pathogenic avian influenza virus challenge. Hum Vaccin Immunother. 2015 May; 11(5): 1235–1243
4.) Neutra, M.R. et al. (2006). Mucosal vaccines: the promise and the challenge. Nat Rev Immunol, 2006. 6(2): p. 148-58. 
5.) https://www.ema.europa.eu/en/documents/overview/aflunov-epar-summary-public_de.pdf
6.) Gasparini R. et al. (2012). Aflunov(®): a prepandemic influenza vaccine. Expert Rev Vaccines. 2012 Feb;11(2):145-57. 
7.) Wei S.-H. et al. (2014). The safety and immunogenicity of a MF59-adjuvanted H5N1 prepandemic influenza vaccine in healthy adults primed with homologous or heterologous H5N1 vaccines: an observational study. BMC Infect Dis. 2014; 14: 587.

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